由于超燃沖壓發(fā)動機(jī)在高馬赫數(shù)下的優(yōu)良性能,成為高超聲速飛行器推進(jìn)系統(tǒng)的首選。超燃沖壓發(fā)動機(jī)讓氣流以超聲速進(jìn)入燃燒室,并在超聲速環(huán)境下組織燃燒,燃燒室氣流流速快,燃料駐留時(shí)間短（只有毫秒量級）,使得擴(kuò)散火焰?zhèn)鞑ゼ胺�(wěn)定燃燒成為超聲速燃燒的關(guān)鍵問題。目前,光壁面中心點(diǎn)火技術(shù)、中心/支板組合供油技術(shù)及等離子體點(diǎn)火技術(shù)均被證實(shí)能夠強(qiáng)化點(diǎn)火或增強(qiáng)燃燒穩(wěn)定性。因而本文基于上述超燃沖壓發(fā)動機(jī)燃燒室運(yùn)用地面試驗(yàn)及數(shù)值模擬兩種方式開展了以下幾個(gè)方面的研究工作:利用地面試驗(yàn)及數(shù)值模擬仿真技術(shù)研究了等離子體強(qiáng)化超聲速點(diǎn)火的火焰?zhèn)鞑ヌ匦�。基于動態(tài)學(xué)視角對超聲速等離子體點(diǎn)火火焰的傳播及穩(wěn)定過程提出了一組反饋放大機(jī)制,確定了為成功構(gòu)建起該反饋機(jī)制所必需的條件。通過對冷流場的仿真計(jì)算,確定了燃燒前流場為成功點(diǎn)火及穩(wěn)定燃燒所提供的有利條件。通過改變供油量探討了影響超聲速等離子體點(diǎn)火擴(kuò)散火焰?zhèn)鞑ゼ胺�(wěn)定性的主要因素。結(jié)果顯示,燃油量有下限,燃油量過小時(shí)中心火核強(qiáng)度過低無法實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定燃燒。利用地面試驗(yàn)及數(shù)值模擬仿真技術(shù)研究了燃燒室長度對等離子體強(qiáng)化超聲速點(diǎn)火的火焰穩(wěn)定的影響。通過對不同長度的燃燒室進(jìn)行地面點(diǎn)火及穩(wěn)定燃燒試驗(yàn)并進(jìn)... 

【文章來源】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)黑龍江省 211工程院校 985工程院校

【文章頁數(shù)】：87 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

工程應(yīng)用等離子體點(diǎn)火器[5]

圖1-1 工程應(yīng)用等離子體點(diǎn)火器[5]圖1-2 可動石里陰極同軸等離子體發(fā)生器[8]俄羅斯在 90 年代進(jìn)行了低溫等離子體點(diǎn)火及穩(wěn)定燃燒的研究。在冷爐下排噴燃器中進(jìn)行上述煤粉點(diǎn)火系列試驗(yàn)，當(dāng)?shù)入x子體發(fā)生器功率大于火炬穩(wěn)定燃燒工況下功率 25%時(shí), 空氣煤粉混和物著火，而且在關(guān)閉點(diǎn)火噴燃器時(shí)可以觀察到灼熱的煤粉火炬[16]，點(diǎn)火噴燃器如圖 1-2。研究了負(fù)荷降低到鍋爐額定負(fù)荷 75~50%時(shí),等離子體穩(wěn)定煤粉火炬的燃燒,在蒸汽負(fù)荷70~80t/ h時(shí), 燃用重油0.14k g/ s可保證火炬燃燒的穩(wěn)定性。當(dāng)投入等離子體點(diǎn)火后, 重油量降低

- 5 -a）參考燃燒器 b）修改燃燒器圖1-3 火焰?zhèn)让鎴D圖1-4 納秒脈沖放電下等離子體激勵(lì)甲烷氧化動力學(xué)實(shí)驗(yàn)裝置為了研究等離子體在納秒脈沖放電下激勵(lì)甲烷氧化動力學(xué)以及其對火焰熄滅邊界的影響，Wenting Sun 在 2011 年進(jìn)行了相關(guān)實(shí)驗(yàn)及仿真研究，其中實(shí)驗(yàn)裝置如圖 1-4 所示[19-20]。圖 1-5 給出了相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)結(jié)果，從實(shí)驗(yàn)結(jié)果可以看出非平衡態(tài)等離子體加速氧化了 CH4進(jìn)而使熱量釋放速率加快，最終是熄火極限得到拓展。a) 無脈沖 b) 5kHz c) 10kHz d) 20kHz e) 40kHz圖1-5 不同頻率脈沖對火焰的影響1.2.1

【參考文獻(xiàn)】：
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本文編號：3568295